PL211513B1 - Urządzenie do dynamicznego doładowania silników spalinowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do dynamicznego doładowania silników spalinowych, przeznaczone do zabudowy w wolnossących silnikach spalinowych, budowanych w technice czteroi pięciozaworowej, zwłaszcza dla silników rzę dowych, typu boxer i widlastych.

Dotychczas, aby uzyskać zwiększenie mocy i momentu obrotowego silnika stosowano doładowanie sprężarką mechaniczną lub turbosprężarką. Obecnie coraz częściej stosuje się metodę doładowania dynamicznego opartą na wykorzystaniu zjawiska rezonansu. Jeżeli za pomocą doboru długości i przekroju przewodów uda się zgrać drgania własne słupa powietrza z częstotliwością pracy silnika (otwierania i zamykania zaworów), to przy tych obrotach nastąpi przyrost momentu obrotowego i mocy silnika.

Urządzenia do tego celu to zazwyczaj kolektory lub indywidualne przewody dolotowe o dobranej geometrii zapewniające wystąpienie tego zjawiska. Znany jest przykładowo kolektor, składający się z dwóch kanałów rozdzielonych przepustnicą. Ruchami przepustnicy steruje siłownik pneumatyczny, sterowany w zależności od prędkości obrotowej silnika. Wspólne dla obu kanałów jest miejsce zasysania powietrza i otwór wylotowy. Jeśli przepustnica jest zamknięta, zassane powietrze przepływa przez długi kanał o mniejszej średnicy doładowując silnik w niskim zakresie prędkości obrotowej zapewniając wysoką wartość momentu obrotowego. W momencie, gdy siłownik otworzy przepustnicę powietrze płynie przez krótki kanał o dużej średnicy, zapewniając odpowiednio duże natężenie przepływu strumienia powietrza dla uzyskania dużej mocy maksymalnej w wysokim zakresie prędkości obrotowej.

Z literatury (Lenz H. P., Durell H. „Neue stufenols langenvariable Sauganlange fur optimalen Drehmomentverlauf eines Einsprintzmotors. ATZ 6/1987, s. 331 oraz Lenz H. P., Durell H. Aufladung von Einsprintzmotoren mit Hilfe der Schwingrohraufladung Ref. 6, 3. Aufladetechnische Konferenz, Zurich 14-16.09.1988) znane jest urządzenie selektywnie zmieniające długość kanału dolotowego, umieszczone pomiędzy gaźnikowym urządzeniem zasilającym a pojedynczym zaworem ssącym, zbudowane jako puszka o obrysie kołowym i kołowym przekroju poprzecznym kanału dolotowego.

Z niemieckiego opisu patentowego nr 3 433 653 znany jest układ dolotowy do silnika spalinowego zawierający zespół ssący w postaci puszki o obrysie kołowym i przekroju prostokątnym, sterujący długością kanału dolotowego. Wewnątrz puszki jest obrotowy cylinder połączony z płaską pokrywą, w cylindrze, który ustalony jest koncentrycznie względem nieruchomej puszki, znajdują się okienka łączące komorę wejściową z przewodami dolotowymi. W pokrywie znajduje się otwór doprowadzający powietrze do komory wejściowej. Obrotowy cylinder sprzężony jest z silnikiem elektrycznym za pomocą przekładni mechanicznej. Pierścieniowe przewody dolotowe łączą się z kanałami ssącymi w głowicy silnika.

Istotą wynalazku jest urządzenie do dynamicznego doładowania silników spalinowych, które ma zespół ssący w postaci puszki, korzystnie o obrysie kołowym i przekroju prostokątnym wyposażoną w obrotową pokrywę , ustaloną koncentrycznie wzglę dem nieruchomej puszki i sterują c ą dł ugoś cią rezonansową kanału dolotowego, charakteryzuje się tym, że kanał dolotowy oplatający puszkę jest kanałem wspólnym dla wszystkich cylindrów, a przewód dolotowy połączony jest z kanałami ssącymi głowicy silnika w zależności od ilości jego cylindrów odpowiednimi przewodami łączącymi, przy czym oś obrotu puszki jest prostopadła do osi wału korbowego silnika, a w górnej części puszki ograniczającej wspólną przestrzeń rezonansową znajduje się co najmniej jeden otwór zasilający

Taka konstrukcja umożliwia uzyskanie małych rozmiarów geometrycznych urządzenia przy zachowaniu szerokiego zakresu sterowania długością kanału. Zaletą urządzenia według wynalazku jest możliwość ciągłej zmiany długości rezonansowej przewodów dolotowych silnika spalinowego, przy uwzględnieniu prędkości obrotowej, stanu obciążenia silnika oraz temperatury zasysanego ładunku.

Urządzenie według wynalazku jest uwidocznione w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 i fig. 2 przedstawiają urządzenie w przekroju osiowym, w wersjach alternatywnych, z różnym usytuowaniem silnika, a fig. 3, fig. 4 i fig. 5 przedstawiają schematy przewodów łączących przewód dolotowy z kanałami ssącymi głowicy silnika, w zależności od ilości jego cylindrów.

Urządzenie do dynamicznego doładowania silników spalinowych, ma zespół ssący w postaci puszki (1) o obrysie kołowym i przekroju prostokątnym, w której znajduje się wkład filtrujący (2). Puszka (1) jest wyposażona w obrotową pokrywę (3), ustaloną koncentrycznie względem nieruchomej puszki (1), która steruje długością rezonansową kanału dolotowego (4). Pokrywa ma postać talerza z pierścieniowym kołnierzem, w którym znajduje się okienko (5), łączące komorę wejściową z przewoPL 211 513 B1 dem dolotowym w kształcie pierścieniowej komory połączonym z kolektorem ssącym. W górnej części pokrywy znajduje się co najmniej jeden otwór (6), doprowadzający powietrze do komory wejściowej. Obrót pokrywy realizowany jest przez silnik elektryczny (7) połączony z pokrywą za pomocą przekładni mechanicznej ciernej, zębatej lub ślimakowej, przy czym może on być umieszczony wewnątrz komory wejściowej (fig. 1) lub na zewnątrz puszki o obrysie kołowym (fig. 2). Silnik ma możliwość obrotu o zadaną wartość kąta. Powietrze doprowadzane jest przez otwór wlotowy (6) i dostaje się poprzez okienko (5) do kanału dolotowego (kolektora ssącego) (4) zasilającego cylindry.

Szczelność kanału dolotowego (4) zapewniają uszczelnienia, korzystnie labiryntowe (8) i (9), a przewód dolotowy połączony jest z kanałami ssącymi głowicy silnika w zależności od ilości jego cylindrów odpowiednimi przewodami łączącymi (fig. 3, fig. 4 i fig. 5).

Claims (1)

1. Urządzenie do dynamicznego doładowania silników spalinowych, zawierające zespół ssący w postaci puszki o obrysie kołowym i przekroju prostokątnym, sterujący długością kanału dolotowego, puszka jest zamknięta obrotową, płaską pokrywą z pierścieniowym kołnierzem, ustaloną koncentrycznie względem nieruchomej puszki, w kołnierzu znajduje się okienko łączące komorę wejściową z pierścieniowym przewodem dolotowym, w pokrywie znajduje się otwór, doprowadzający powietrze do komory wejściowej, znamienne tym, że przewód dolotowy (4) oplatający puszkę (1) jest przewodem wspólnym dla wszystkich cylindrów, który połączony jest z kanałami ssącymi głowicy silnika w zależności od ilości jego cylindrów odpowiednimi przewodami łączącymi, przy czym oś obrotu puszki (1) jest prostopadła do osi wału korbowego silnika, a w górnej części puszki ograniczającej wspólną przestrzeń rezonansową znajduje się co najmniej jeden otwór zasilający.